12月4日，記者從天津大學(xué)獲悉，該校教授焦魁團隊在氫燃料電池電極技術(shù)上取得重要突破。團隊利用靜電紡絲技術(shù)使催化劑顆粒像蠶吐絲一樣串成線，再層層紡成新型電極。這種新型電極結(jié)構(gòu)具有高比表面積、高孔隙率和大孔徑的特點。日前，這一成果的相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)通報》上。

圖為低鉑燃料電池的新型納米纖維電極結(jié)構(gòu)示意圖。（天津大學(xué)供圖）

　　氫能因其高能量密度而被認為是一種極具前景的清潔能源。在氫能技術(shù)中，質(zhì)子交換膜燃料電池以其高功率密度、零排放和快速響應(yīng)等優(yōu)勢脫穎而出。但在氫燃料電池中，傳統(tǒng)的電極通常是由催化劑顆粒隨機堆疊而成。這種方法質(zhì)量傳輸阻力較大，催化劑利用率較低。

　　“理想的燃料電池電極結(jié)構(gòu)應(yīng)具備良好的三相反應(yīng)界面，能夠促進電池內(nèi)部的氣體傳輸與液態(tài)水管理。”焦魁介紹，“新型電極具有梯度孔隙率、更大的孔和更低的迂曲度，可明顯改善低鉑燃料電池的電化學(xué)性能和耐久性�！�

　　與此同時，偏高的成本也是燃料電池大規(guī)模商業(yè)化的主要障礙。論文的共同第一作者、天津大學(xué)副教授樊林浩進一步介紹，氫燃料電池工作中目前使用到貴金屬鉑，減少鉑用量的同時提高其性能和耐久性，是降低燃料電池成本至關(guān)重要的因素。經(jīng)驗證，新型電極結(jié)構(gòu)顯著提升了鉑利用率和物質(zhì)傳輸效率，并能有效抑制鉑的溶解、沉積和離子擴散，使鉑載量由現(xiàn)在商用產(chǎn)品的0.2—0.3克/千瓦降到0.1克/千瓦，且表現(xiàn)出更為優(yōu)異的耐久性。

　　此外，該新型納米纖維電極不僅能夠應(yīng)用于燃料電池，在其他電化學(xué)裝置領(lǐng)域，也具備一定的適用性。

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